25.Николь призмасы.Жарықтың қосарланып сынуы.Николь призмасы мен исландық штат поляроидтарын өзара салыстыр
Николь призмасы - көпке танымал үйектік призмалардың бірі, ерекше сәулені өткізеді; исланд шпатынан жасалады; арнаулы жазық бойымен екіге бөлініп, Канада зомзамы арқылы бір-біріне қайтадан жапсырылған мөлдір түсті кальцит кристалынан тұрады. Жарық сәулесі призмаға енген уақытта бір-бірінен ажыраған екі сәулеге жіктеледі; кальцит кристалының бірінші сәулеге тиесілі сыну көрсеткіші 1,53—1,54 шамасында (бұл мөлшер канада зомзамының осы көрсеткішімен парапар), ал екінші көрсеткіші — 1,658 болғандыктан бірінші сәуле канада зомзамынан ешбір кедергісіз өтіп кетеді де, ажыраған (жекеленген) жарық сәулесін туындатады, ал екінші сәуле аталған канада зомзамынан толықтай шағылып, кері қайтады (толықтай тұтылады). Николь призмасының жарық сәулесін ажырату үстанымы осы механизмге негізделген. Ажыратқыш микроскопта екі николь призмасы орналасқан, оның біріншісін ажыратқыш, ал екіншісін анықтағыш немесе талдауыш деп атайды; бұл екі призма көмегімен ажыраған жарық сәулелерінің тербеліс жазықтығына тән бағыттар бір-біріне 90°-қа айырма берген жағдайда никольдер қиюласқан тұрде деп есептелінеді.
. Табиғатта және техникада өзіне түскен жарық сәулелерін қосарландырып көрсететін кристалдар кездеседі. Егер осындай кристалдар арқылы біз затты көретін болсақ, онда оның қосарланған кескінін байқауға болады. Бұл құбылысты бірінші рет 1647ж Э.Бартолин исланд шпатын зерттеудің нәтижесінде ашқан болатын. Сондықтан мұндай құбылысты жарық сәулелерінің қосарланып сынуы деп атайды. Жарық сәулесінің қосарланып сыну теориясын алғаш Гюйгенс ұсынып , оны кейін Френель дамытты. Бұл теория бойынша кристалға, мысалыға, исландия шпатына жарық толқыны енгенде сол кристалдың ішінде екі түрлі толқын таралады, біреуі- барлық жаққа бірдей жылдамдықпен таралатын кәдімгі сәулелер толқыны, екіншісі- таралу жылдамдығы тұрақты емес, кристалдың осіне қатысты алынған бағытқа байланысты өзгеріп отыратын өзгеше сәулелер толқыны. Сәуленің қосарланып сынуын зерттеу үшін исланд шпатын қолданады. Яғни исланд шпатында сәуле екі бөлініп сынады. Оның бірі — өзгеше сәуле (ө), екіншісі — кәдімгі сәуле (к). Егер осы екеуінің біреуін өшіретін болсақ, онда сәуле бір ғана бағытта, бір жазықтың бойымен ғана тербелетін болады; басқаша айтқанда сәуле толық поляризацияланады. Осы мақсатқа жету үшін Николь деген ғалым 1828 жылы исланд шпатынан призма жасаған. Бұл Николь призмасы немесе қысқаша тек «николь» деп аталды.
Николь призмасы
Өзінің жіктестігі бойынша сынған кальциттің ұзынша кристалл параллелепипедін қысқа диагоналі бойынша қиып, олардың екі шеткі жақтарын, бұрыштары 68° болатындай етіп, аздап өңдейді.
Кальцит призманың қиылған екі бөлегін қайта қиюластырып, канада бальзамымен желімдейді. Осы желімделген жікке келгенде сәуленің бірі (о-сәуле) екінші рет сынады да, призманың бүйір қабырғасына шығып, жоғалып кетеді. Екінші сәуле (е-сәуле) желімденген жіктен тура өтеді, демек бір ғана сәуле поляризацияланады. Бұл екі сәуленің канада бальзамы жағылған беттен бірінің сынып, екіншісінің сынбай өту себебі — олардың сыну көрсеткіштерінің әр түрлілігінен. Кәдімгі сәуленің сыну көрсеткіші nk = 1,658, канада бальзамынікі 1,54. Сондықтам ол толық ішкі шағылу заңы бойынша кальциттің ішіне қарай қайта сынады. Өзгеше сәуленің сыну көрсеткіші кристалдың ұзын бағытында nө =1,5116, демек, ол канада бальзамынікіне өте тақау. Сондықтан ол канада бальзамынан сынбай өтеді деуге болады.
Кейінгі кездерде Николь призмасы орнына жарықты поляризациялаушы фильтрлер (поляроидтар) де қолданылады. Поляроидтар былай жасалады. Мелдір заттан жасалған жұқа екі қабаттың арасына дихроизмі күшті заттың майда ұнтағын оптикалық қасиеттеріне қарай бағыттап себеді. Дихроизм деп сәулені екі бағытында екі түрлі жұтатын заттың қасиетін айтады. Кальцит те сол дихроизм затқа жатады. Дихроизмі ең күшті минералдың бірі — турмалин. Оның 1 мм жұқа қабатынан өткен екі сәуленің бірі мүлде жұтылып, екіншісі ғана сыртқа шығады. Демек, турмалиннің жұқа пластинкасы поляризатор болып табылады. Бір турмалнн пластинкасынан поляризацияланған сәулені екінші бір жұқа кристалл қабатынан өткізіп, оның оптикалық қасиетін зерттеуге болады. Ол үшін тағы бір турмалин пластинкасын алып, онымен кристалдан шыққан сәуленің бағытын айырады. Екінші турмалин пластинкасы анализатор (талдаушы) болады. Сонымен, екі турмалин пластинкасынан жасалған приборды турмалин қысқаш деп атайды.
Поляроидқа қолданылатын дихроизмді зат поливинил спирті мен иодтан немесе күкірт қышқыл иод-хининнан жасалады. Осы заттардың түйіршіктерін біріктіруші қабыршақ ретінде целлулоид қағаз қолданады.
Қорыта келгенде, кальциттен жасалған Николь призмасы болсын, турмалин қысқаш болсын, поляроид қабат болсын — бәрінің де негізгі қасиеті бір, яғни олар сәулені екі бағытында екі түрлі сіңіреді. Кристалдардың оптикалық қасиетін зерттегенде бұлардың бәрі де пар-парымен қолданылады. Оның бірі кристалға түсетін сәулені поляризацияласа (поляризатор), екіншісі кристалдан шыққан сәулені айырады (анализатор).